防水之家讯:我公司Φ4.2m×65m回转窑,设计产量1000t/d。2000年后,经过几次技改,现生产能力达到1 500t/d,2007年1~9月,窑尾CO浓度超标,窑上出现跑煤,严重时导致电除尘器跳闸,预热器结皮频繁,清堵周期越来越短。后经多方努力问题得以解决。
1 生产现象
1)窑尾CO浓度居高不下2007年1~5月窑尾CO浓度波动情况见表1。
表1 窑尾CO浓度波动情况(%)
2007-09
2007-10
2007-11
2007-12
0.27
0.24
0.22
0.20
由表1看,窑尾CO浓度从2007年1月开始逐步升高,由正常情况下的0.20%左右逐步升高至0.60%~0.80%左右,至9月3日,严重时超过1.0%。
2)预热器结皮严重,系统阻力大
预热器堵塞或系统阻力过大时,生产无法维持而被迫停窑清堵,清理过后投料量可以达到105t/h,对应系统压力为7000Pa,随着生产时间的推移系统阻力逐步增大,最终即使投料75t/h系统压力仍可高达8100Pa,不得已再次停窑清理。从1月中旬出现跑煤到6月初中修期间,清理周期在45d左右,且结皮主要集中在C4出口处。
3)预热器系统温度低,生料预烧不好
以C3为例,其温度基本维持在(710±10)℃,比正常约低15℃。高温风机进口阀门全部打开,窑内仍感觉通风不足,黑影位置过近,检查发现烟室风速明显偏低,C3撒料板附近有塌料现象,C4平台频繁积料、塌料。
4)烧成带短,窑长期处于逼火煅烧状态
①窑前有逼火现象,火焰卷曲无力,黑影位置近,喂煤量偏多。从筒体温度变化情况判断,烧成带长约12m,比正常缩短4m左右。②从岩相看,A矿晶体尺寸多为20~30μm,均齐性差,经常有10μm以下细晶出现,边棱基本平直,表面光洁,可见长柱状、短柱状晶体。熟料立升重高出正常约20g/L。此晶体微观结构具有急火煅烧晶体结构特征。
2 现象分析
随着系统结皮的逐渐加重,系统热工平衡被打破,一方面预热器内流体力场发生改变,料气换热、分离效率降低,导致频繁积料、塌料等一些不正常现象的出现,同时也加快了结皮的形成速度,使系统工况进一步恶化。另一方面因通风阻力日益增加,窑前煤粉燃烧产生的热量不足以被气流带到预热器用于生料预烧,使得预热器温度偏低,生料预烧不充分,致使窑前热负荷增加,最终因通风不足、烧成带缩短使入窑煤粉没有燃尽而形成跑煤。
根据以上分析认为系统结皮频繁、通风阻力增大是造成跑煤的主要因素。系统结皮频繁的原因经过逐一的分析排查,最终锁定到C2撒料板上。撒料板将物料撒开程度的好坏,决定了生料受热面积的大小,直接影响换热效率。
在2007年3月14日,因预热器堵塞停窑检查时,发现C2撒料板(如图1)已经脱落,在匆忙安装后开机,生产状况没有好转。直到6月初中修时仔细测量C2撒料板安装尺寸时发现,该板深入C4上升烟道内壁不足20mm(原设计150mm),在其它工艺设备及参数没有变化的情况下,认为C2撒料板安装尺寸是造成3~5月C4出口处结皮的原因。
图1 原C2撒料板结构
2006年10月份大修中曾对C3撒料板进行了改造,经过近3个月的生产实践表明,改造是成功的,投料量从95t/h提高到105t/h。于是尝试性地将C2撒料板备件加工成结构尺寸完全同C3撒料板,见图2。
图2 改造后C2撒料板结构
中修时将改造后的C2撒料板安装了上去,撒料板深入长度为300mm,倾斜角度不变。但开机后预热器清理结皮周期反而由原来的45d缩短至15d左右,窑尾CO分析仪浓度较前几日更高,跑煤现象没有丝毫缓解,停机检查还发现撒料板上有约200mm厚的积料。由此说明C2撒料板改造失败。进一步证明了C2撒料板工艺布置的不合理(脱落)是造成C4出口结皮堵塞的主要原因。
3.采取措施及效果
1)在2007年9月3日的停机检修中又将最初的C2撒料板安装上去,插入C4上升烟道内壁长度为200mm,并将撒料板倾斜角度由原来的18°调整到22°。调整后CO浓度降低,跑煤现象基本消失,生产恢复正常,见表2。
表2 2007年9~12月份窑尾CO月平均浓度(%)
2007-09
2007-10
2007-11
2007-12
0.27
0.24
0.22
0.20
2)为了进一步挖掘生产线的潜力,在2008年初的大修中,对C2、C3撒料板都进行了优化,设计采用了活化孔、劈料线和弧形端面三项新技术。优化后撒料板结构见图3。
图3 优化后的C2撒料板结构
优化后跑煤现象消失,系统稳定,预热器故障率降低,窑台时产量较2007年同期提高了1.7t/h,2008年与2007年上半年生产情况对比见表3。
表3 2008年与2007年上半年生产数据对比
时间
上半年生产熟料量
/t
窑平均台时产量
/(t/h)
CO平均浓度
/%
上半年预热器故障时间累计
/h
熟料28d
(1~5月)平
均抗压强度
/MPa
2007年
232888
59.5
0.50
57.15
59.4
2008年
246043
61.2
0.25
10.53
59.4
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